029_МУ_Расчет_защитного_заземления_и_зануления. Методические указания к практическим занятиям

• Название: Методические указания к практическим занятиям
• Дата: 19.05.2019
• Размер: 266.71 Kb.
• Имя файла: 029_МУ_Расчет_защитного_заземления_и_зануления.docx
• Тип: Методические указания; #77744
• страница: 2 из 5

Задача № 1
Произвести расчет заземляющего устройства для электроустановок на-пряжением 380 В. Грунт – суглинок. Стержни можно разместить по контуру
10
цеха, имеющего в плане размеры 24 60 м. Глубина заложения стержней от поверхности земли Н = 0,5 м.
Решение:

1. 
   Примем в качестве заземлителей стержни длиной l_c= 3 м из стальных труб d = 50 мм. Соединение заземлителей произведем на сварке стальной по-
   

лосой шириной b = 40 мм.

2. 
   Удельное сопротивление грунта с учетом сезонных колебаний влаж-
   

ности для вертикальных стержней, Ом  м ,

• 
  _о.с.  _В  ₀  1,5 100  150;
  

• 
  _В  1,5 (табл. 3)
  

• 
  ₀  100 Ом  м (табл. 2)
  

2. 
   Сопротивление растеканию тока одиночного стержня, Ом,
   

Rc (o.c.	2   lc ) {ln(2  lc / d )  0,5 ln[(4  t  lc ) / (4  t  lc )]} 
 (150	2   3) {ln(2  3 / 0,05)  0,5 ln[(4  2  3) / (4  2  3)]} 

7,96  (4,79  0,39)  41,2

20. 
     0,5  3 / 2  0,5 1,5  2 м
    

4. 
   Предварительное количество заземлителей
   

• 
  _пр_с R_c/ R₃41,2 / 410,
  

где R₃ = 4 Ом по ПУЭ /1/.

5. 
   Длина соединительной полосы по длине контура цеха, м,
   

l_п = 2  24  2  60 168,

• 
  168 /10 16,8;
  

• 
  / l_c  16,8 / 3  5,6
  

6.Удельное сопротивление грунта для соединительной полосы, Ом  м ,
_с.п.  _Г  ₀ 3 100  300,  _Г3(табл.3)

7. 
   Сопротивление растеканию тока соединительной полосы, Ом,
   

R	П	 (	с.п.	2   l	n	)  ln[(2  l 2 ) /(b  H )]  (300 2  168)  ln[(2 1682 ) /(0,04  0,5)]
			n

• 
  0,28 14,85  4,2
  

8. По табл. 5 примем _с =0,76, по табл. 6_п =0,56.

11

9. 
   Результирующее сопротивление заземляющего устройства, Ом,
   

R_з.у.(R_c R_п) / [(R_c_п)(R_п n_пр_с)](41,24,2) / [(41,20,56)(4,2100,76)]3,15

Поскольку R_зу < R_з, условие соблюдается.
Уточним количество стержней, шт.:

14. 
     (n_пр _с ) /_с  10 / 0,76  13,16
    

Размещаем стержни по периметру цеха через 13 м.

10. 
    Расстояние от системы заземления до здания
    

L = 0,6  R_{з. у.}  0,6  3,15  1,89  2 м
Задача № 2
Для условий предыдущей задачи произвести расчет заземляющего уст-ройства экономичным методом.
Решение:

1. 
   l_c=3 м; d = 0,05 м; b = 0,04 м.
   

2. 
   _о.с.  150 Ом  м.
   

3. 
   R_c41,2 Ом.
   

4. 
   n_пр_с10 шт.
   

5. 
   l_п =168 м,  16,8 м;  / l_c  5,6
   

6. 
   _с.п.  300 Ом  м.
   

7. 
   R_П4,2 Ом
   

8. 
   _с =0,76, _п =0,56.
   

9. 
   Требуемое сопротивление группы стержней, Ом,
   

R_г.с. R_з R_п/(R_п R_з_с)44,2 /(4,240,56)16,8 /1,968,57.
Необходимое количество стержней, шт.,

14. 
     R_c/ R_г.с._с41,2 / 8,570,766,3
    

По конструктивным соображениям принимаем 8 стержней (по 4 вдоль каждой длинной стороны здания цеха).

12

3 ОБЩИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ О ЗАЩИТНОМ ЗАНУЛЕНИИ
В электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью или глухо-заземленным выводом источника однофазного тока, а также глухозаземлен-ной средней точкой в трехпроводных сетях постоянного тока применяют за-нуление.
Зануление – преднамеренное электрическое соединение с нулевым за-щитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением (рис. 4). При аварийном замыкании одной из фаз на корпус оборудования в электроустановках с занулением происходит ко-роткое замыкание (через корпус) между поврежденной фазой и нулевым проводом. Защита человека от поражения током осуществляется кратковре-менностью действия тока от момента замыкания фазы на корпус до отключе-ния напряжения плавкими предохранителями или автоматическими отклю-чателями. Отключающие устройства в соответствии с требованиями ПУЭ подбирают так, чтобы они срабатывали при возрастании токов короткого за-мыкания в 3 раза по отношению к номинальному току, если применяют плавкие предохранители, и в 4,5 раза для автоматических выключателей (во взрывоопасных помещениях соответственно 4 и 6 раз).



Рис. 4. Схема защитного зануления:

13

А,В,С – фазы электросети;
0 – нулевой провод;

1. 
   – автоматические выключатели;
   

2. 
   – электрооборудование;
   

3. 
   – рабочее заземляющее устройство;
   

4. 
   – повторное заземляющее устройство нулевого провода.
   

• 
  соответствии с ГОСТ 12.1030-81 [3] защитное заземление или зануле-
  

ние электроустановок выполняют:
при номинальном напряжении 380 В и выше переменного тока, а также
440 В и выше постоянного тока – во всех случаях;
при номинальном напряжении от 42 до 380 В переменного тока и от 110 до 440 В постоянного тока – при работах в условиях с повышенной опасно-стью и особо опасных.
Во взрывоопасных помещениях заземление или зануление электроуста-новок обязательно независимо от напряжения сети.

14

4 РАСЧЕТ ЗАНУЛЕНИЯ

Расчет зануления сводится к определению отключающей способности средств защиты:
приближенное полное расчетное сопротивление трансформатора прини-мается по табл. 7 в зависимости от мощности трансформатора, номинального напряжения и схемы соединения обмоток;
Таблица 7
Приближенные расчетные полные сопротивления Z_t (Ом) масляных трансформаторов

Мощность	Номинальное напряжение	Схема соединения обмоток
трансформатора,	обмоток высшего
кВА	напряжения, кВ
Y / YH		D / YH и Y /
				ZH
25	6 – 10	3,110	0,906
40	6 – 10	1,949	0,562
63	6 – 10	1,237	0,360
	20 – 35	1,136	0,407
100	6 – 10	0,799	0,226
	20 – 35	0,764	0,327
160	6 – 10	0,478	0,141
	20 – 35	0,312	0,203
250	6 – 10	0,305	0,090
	20 – 35	0,195	0,130
400	6 – 10	0,191	0,056
	20 – 35	0,129	–
630	6 – 10	0,121	0,042
	20 – 35	0,081	–
1000	6 – 10	0,077	0,027
	20 – 35	0,054	0,032
1600	6 – 10	0,051	0,017
	20 – 35		0,020